最新研究!科学家发现用蛋壳提取稀土元素的新途径

文摘   2025-02-03 18:33   河北  




鸡蛋,这个我们餐桌上最常见的食材,几乎每天都会出现在我们的生活中。然而,当我们剥开蛋壳,享受完那美味的蛋白和蛋黄后,往往会对剩下的蛋壳不屑一顾,随手丢进垃圾桶。但你可能不知道,这些被我们轻易丢弃的蛋壳,其实藏着巨大的宝藏。
蛋壳的成分并不复杂,但每一部分都发挥着独特的作用。它主要由无机基质和有机基质构成,其中无机基质中的碳酸钙(方解石)占到了80%以上,还有少量的碳酸镁。而有机基质则由蛋白质组成,虽然占比只有3%左右,但它们在蛋壳形成过程中起到了不可或缺的作用。碳酸钙的沉积与有机基质的结合,让蛋壳变得坚硬无比,能够很好地保护里面的鸡蛋。

什么是稀土元素?

最近,科学家们发现了一个令人兴奋的新用途——蛋壳可以用来提取稀土元素。稀土元素听起来可能有些陌生,但它们在我们的生活中无处不在,尤其是在高科技领域。从新能源汽车到航空航天,从工业机器人到国防军工,稀土元素都是不可或缺的关键材料。它们被称为“新材料之母”,是现代工业的“维生素”,对高新产业的发展起着至关重要的作用。

稀土元素之所以珍贵,不仅因为它们的用途广泛,还因为它们的获取难度极大。它们在地壳中分布极为分散,很难与其他元素分离。而且,稀土元素的开采和提炼过程对环境的破坏极大,需要大量的水、能源和化学品,这使得稀土资源的可持续利用成为一个亟待解决的问题。

从溶液中提取稀土元素的新方法

然而,科学家们最近的一项研究为我们带来了新的希望。2024年6月4日,研究人员发表了一篇论文,介绍了一种利用鸡蛋壳从溶液中提取稀土元素的新方法。他们将蛋壳放入含有稀土元素的溶液中,加热至25℃-205℃的温度区间,并持续观察了三个月。
结果发现,稀土元素能够沿着碳酸钙(方解石)的边界和有机基质进入蛋壳。当温度达到90℃时,蛋壳表面会形成一种名为“kozoite”的稀土化合物。随着温度进一步升高,蛋壳的方解石外壳逐渐溶解,被多晶“kozoite”取代。当温度达到205℃时,“kozoite”逐渐转变为稳定的氟碳铈矿。氟碳铈矿是一种具有重要工业价值的铈族稀土元素矿物,是提取稀土元素的重要原料之一。
蛋壳对溶液中稀土元素的回收示意图
这项研究不仅为蛋壳赋予了新的价值,还为稀土元素的回收利用提供了一种可持续的解决方案。它不仅符合循环经济的原则,还实现了废弃物的再利用,减少了对环境的污染,同时也为稀土资源的可持续发展开辟了新的道路。

蛋壳还有哪些你不知道的作用?

除了提取稀土元素,蛋壳还有许多其他用途。在食品领域,经过处理的蛋壳可以作为优质的钙强化剂,添加到面粉、饼干等食品中,不仅丰富了食品的口感,还增加了钙的摄入。在农业中,蛋壳可以作为肥料和土壤改良剂,为植物提供钙元素,改善土壤结构。在畜牧业中,蛋壳是一种优良的饲料添加剂,能够为畜禽提供丰富的钙源,促进它们的生长发育。此外,蛋壳在清洁方面也有奇效,比如可以用来去除热水瓶中的污垢和水垢。

循环经济和废弃物的再利用是可持续发展的关键,也是我们迈向绿色未来的必由之路。我们期待更多的创新技术和模式,将废弃物转化为宝贵的资源,为人类社会的可持续发展注入新的活力,为地球的未来贡献智慧和力量。

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